CN102035072A - 天线、标签通信设备以及读取器-写入器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线、标签通信设备以及读取器-写入器系统。包含在天线中的第一天线部具有第一导体，该第一天线部向多个标签供电，并且，向所述多个标签发射电磁波并从所述多个标签接收电磁波。该第一导体的一端是馈电点而另一端是开放端。该第一导体连接到与所述多个标签进行通信的读取器-写入器装置。该第一导体能够输出电磁波。包含在所述天线中的第二天线部具有第二导体，该第二导体的一端是馈电点而另一端是开放端，并且，该第二导体与所述第一天线部的第一导体相对，其中所述多个标签位于该第二导体与该第一导体之间。

Description

天线、标签通信设备以及读取器-写入器系统
技术领域
本发明涉及天线、标签通信设备以及读取器-写入器系统。
背景技术
近年来，将利用无线通信来读取并写入信息的RFID(射频识别)等广泛用作非接触式自动识别技术。利用RFID，通过使用无线电波(电磁波)在包括半导体存储器的标签(RFID标签等)与读取器-写入器装置之间进行非接触式数据通信，其中，该读取器-写入器用于从该标签的半导体存储器中读取数据并向该半导体存储器中写入数据。例如，利用RFID以如下方式进行数据通信。读取器-写入器装置向RFID标签发射无线电波，利用无线电波再次向读取器-写入器装置发射RFID标签中的信息，并且，读取器-写入器装置读取所发射的RFID标签中的信息。
RFID中使用的无线频率属于UHF频段。在欧盟使用约868MHz的频率，在美国使用约915MHz的频率，在日本使用约953MHz的频率。通常，在使用一个RFID标签的情况下能够实现的通信距离是约3米至5米，但是，此距离取决于RFID标签中使用的芯片的最小工作功率。
图25示出RFID天线的结构。例如，对于所述RFID，图25所示的RFID天线900连接到读取器-写入器装置以在读取器-写入器装置与RFID标签之间进行通信。对于RFID天线900，例如，在大小约为20×20厘米的天线板901上放置用于输出无线电波的贴片天线(patch antenna)902。
此外，以下是利用RFID来发送并接收信息的技术。
日本特开专利公报No.2005-102101
日本特开专利公报No.2008-123231
然而，如果多个RFID标签例如相互邻近并因此使得多个RFID天线相互邻近，则可能出现干扰。这会导致天线增益下降或者RFID标签的阻抗变化。结果，RFID标签中的芯片与天线之间的匹配状况劣化，这导致了通信距离变短。
例如，假设将卡入有RFID标签的纸张等被设置为间距为1至2毫米。即使增大读取器-写入器装置的输出(例如，增大至1W)并且使得RFID标签尽可能地靠近读取器-写入器装置，但是仍然存在不能利用卡在纸张上的任何RFID标签进行通信的情况。如果将读取器-写入器装置的输出限制于未被禁止的范围(例如，约10dBm(10mW))，则更加难以进行通信。如上所述，当由RFID管理的纸张上卡入的RFID标签进入相互靠近的状态时(例如，它们被设置为间距为几毫米)，则存在难以与RFID标签进行通信的情况。
此外，对于贴片天线902，通常使用的带宽是20MHz。因此，对于在欧洲、美国或日本使用的读取器-写入器，则需要与在欧洲、美国或日本的标准中所指定的RFID标签频率相对应的专用贴片天线。一些RFID标签可以兼容在欧洲、美国和日本的标准中所指定的全部RFID标签频率。然而，这样的RFID标签大小例如可以是100×20毫米。这种大小并不会使处理更方便。取决于需要管理的物品的大小，这样的RFID标签在附着时可能不是非常实用。此外，当这样的RFID标签相互靠近时，会丧失它们的宽带特性。
发明内容
根据上述背景状况而作出本发明。本发明的一个目的是提供天线、标签通信设备以及读取器-写入器系统，其能够在多个RFID标签相互靠近的状况下提供用于同各个RFID标签进行通信的足够功率。
根据本发明一个方面，提供了一种天线，该天线包括：具有第一导体的第一天线部，该第一天线部向多个标签供电，并且，向所述多个标签发射电磁波并从所述多个标签接收电磁波，该第一导体的一端是馈电点而另一端是开放端，该第一导体连接到与各个标签进行通信的读取器-写入器装置，并且该第一导体能够输出电磁波；以及具有第二导体的第二天线部，该第二导体的一端是馈电点而另一端是开放端，并且，该第二导体与所述第一天线部的第一导体相对，其中所述多个标签位于该第二导体与该第一导体之间。
附图说明
图1示出第一实施方式；
图2是根据第二实施方式的天线的框图；
图3示出根据第二实施方式的天线和RFID标签；
图4是根据第二实施方式的天线和RFID标签的分解图；
图5示出根据第二实施方式的天线的连接侧天线部(connection-side antenna section)；
图6示出根据第二实施方式的天线的连接侧天线部中包含的馈电线路(feeder line)；
图7示出根据第二实施方式的天线的非连接侧天线部(nonconnection-side antenna section)；
图8示出根据第二实施方式的RFID标签中包含的天线和芯片；
图9示出根据第二实施方式的各个RFID标签的工作频率与增益之间的关系；
图10示出根据第二实施方式的各个RFID标签的工作频率与增益之间的关系；
图11示出根据第二实施方式的各个RFID标签的工作频率与增益之间的关系；
图12示出根据第二实施方式的各个RFID标签的工作频率与增益之间的关系；
图13示出根据第二实施方式的各个RFID标签的工作频率与增益之间的关系；
图14示出作为比较示例的RFID标签的工作频率与增益之间的关系；
图15示出根据第二实施方式的RFID标签的工作频率、增益与反射系数之间的关系；
图16示出根据第三实施方式的标签通信设备和管理对象；
图17示出根据第三实施方式的标签通信设备和管理对象；
图18示出根据第四实施方式的标签通信设备和管理对象；
图19示出根据第五实施方式的标签通信设备和管理对象；
图20示出根据第六实施方式的标签通信设备和管理对象；
图21是根据第七实施方式的天线的框图；
图22示出根据第七实施方式的天线和RFID标签；
图23是根据第七实施方式的天线和RFID标签的分解图；
图24示出根据第七实施方式的各个RFID标签的工作频率与增益之间的关系；以及
图25示出RFID天线的结构。
具体实施方式
现在参照附图来说明各个实施方式，在附图中，相同的附图标记表示相同的单元。
第一实施方式
图1示出第一实施方式。图1所示的天线1通过电磁场耦合的方式来向多个(例如，5个)标签2a至2e供电，并进行从标签2a至2e读取信息并向其写入信息的通信。天线1包括第一天线部1a和第二天线部1b。第一天线部1a包括第一导体1a1。第二天线部1b包括第二导体1b1。
第一天线部1a包括第一导体1a1，第一导体1a1的一端是馈电点，另一端是开放端。第一导体连接到与各个标签通信的读取器-写入器装置(未示出)，并且能够输出无线电波(电磁波)。第一天线部1a通过电磁场耦合的方式来向多个标签供电，并向所述多个标签发射电磁波并从所述多个标签接收电磁波。第一导体1a1基于来自读取器-写入器装置的信号来向标签2a至2e发射电磁波。此外，第一导体1a1接收从标签2a至2e发射的电磁波，并基于接收到的电磁波来向读取器-写入器装置发送信号。
第二天线部1b包括第二导体1b1，第二导体1b1的一端是馈电点，另一端是开放端。第二导体1b1与第一天线部1a的第一导体1a1相对，其中该多个标签位于该第二导体与该第一导体之间。
各个标签2a至2e具有如下功能：存储信息；通过所包含的天线(未示出)来获取它的功率供应；并且进行诸如RFID的无线通信。标签2a至2e中的各个标签能够执行以下处理中的至少一个：通过与天线1进行无线通信来读取所存储的信息以及写入要存储的信息。
结果，通过向相互靠近的多个标签提供进行工作所需的功率，天线1能够与多个标签进行通信。
优选的是，第一导体1a1和第二导体1b1的形状对应于与天线1进行通信的标签2a至2e中的各个标签所包含的天线的形状。例如，如果标签2a至2e中的各个标签所包含的天线是极小的环形天线(infinitesimal loop antenna)，则第一导体1a1和第二导体1b1应当具有螺旋形状。如果标签2a至2e中的各个标签所包含的天线是极小的双极天线(infinitesimal dipole antenna)，则第一导体1a1和第二导体1b1应当具有直线形状。
在以上说明中，天线1进行从五个标签2a至2e读取信息并向其写入信息的通信。然而，标签的数量并不限于五个。可以从六个或者更多个标签读取信息并向其写入信息，或者，从四个或者更少个标签读取信息并向其写入信息。
此外，天线1进行从标签2a至2e读取信息并向其写入信息的通信。然而，天线1可以仅进行从标签2a至2e读取信息的通信，或者仅进行向标签2a至2e写入信息的通信。
第二实施方式
现在将说明第二实施方式。
图2是根据第二实施方式的天线的框图。图2所示的天线100通过与多个RFID标签(例如，RFID标签300a至300e)进行通信来读取并写入信息。此外，天线100输出电磁波，使得向RFID标签300a至300e提供驱动功率。天线100经由匹配电路(未示出)连接到读取器-写入器装置500。天线100包括连接侧天线部100a和非连接侧天线部100b。连接侧天线部100a包括板101a、馈电线路102a以及GND(地)，在图2中没有示出GND，将在稍后的图5中说明GND。非连接侧天线部100b包括板101b、馈电线路102b、GND以及电阻器104b，图2中没有示出GND，将在稍后的图7中说明GND。
馈电线路102a的一端是馈电点，馈电线路102a的另一端是开放端。馈电线路102a连接到与各个RFID标签进行通信的读取器-写入器装置500，并输出电磁波。
板101a是电介质，并且包括GND，其中GND位于与形成有馈电线路102a的表面相对的表面上。GND连接到馈电线路102a。
馈电线路102a是形成在板101a的与RFID标签300a至300e相对的表面上的导体图案。馈电线路102a基于来自读取器-写入器装置500的信号来向RFID标签300a至300e发射电磁波。此外，馈电线路102a接收从RFID标签300a至300e发射的电磁波，并基于接收到的电磁波来向读取器-写入器装置500发送信号。连接侧天线部100a经由馈电线路102a通过电磁场耦合的方式来向RFID标签300a至300e供电，并且，向RFID标签300a至300e发射电磁波并从其接收电磁波。
馈电线路102b的一端是馈电点，馈电线路102b的另一端是开放端。馈电线路102b与连接侧天线部100a的馈电线路102a相对，多个RFID标签位于馈电线路102b与馈电线路102a之间。馈电线路102b是形成在板101b的与RFID标签300a至300e相对的表面上的导体图案。板101b是电介质，并且包括GND，其中GND位于与形成有馈电线路102b的表面相对的表面上。GND连接到馈电线路102b。
优选的是，馈电线路102a和馈电线路102b的形状对应于与天线100进行通信的RFID标签300a至300e中的各个标签所包含的天线的形状。在此实施方式中，RFID标签300a至300e中的各个标签所包含的天线具有环形形状。因此，将馈电线路102a和馈电线路102b形成为具有螺旋形状。此外，分别具有螺旋形状的馈电线路102a和馈电线路102b的一周的长度小于或等于天线100用来与RFID标签300a至300e进行通信的电磁波的波长。
RFID标签300a至300e中的各个标签与读取器-写入器装置500进行通信。这样，写入信息并且读取信息。RFID标签300a至300e中的各个标签都是无源RFID标签，并且由从天线100(其连接到读取器-写入器装置500)发射的电磁波的接收功率对这些标签进行驱动。RFID标签300a至300e中的各个标签利用UHF(超高频)频段中的电磁波与读取器-写入器装置500进行通信。例如，使用UHF频段中的860-960MHz频段或者2.45GHz频段作为频段。RFID标签300a至300e中的各个标签的等效电路满足谐振条件。
读取器-写入器装置500经由天线100与RFID标签300a至300e进行通信，并且，向RFID标签300a至300e写入信息并从其读取信息。例如，将RFID标签300a至300e贴附到要管理的物品上。将关于要管理的物品的信息写入RFID标签300a至300e。因此，可以通过读取已经写入RFID标签300a至300e的信息来对管理对象进行管理。
在此实施方式中，要管理的物品可以是保存在图书馆等中的纸张，包括入场票的各种票据，作为制造产品所需要的存货、部件以及配件进行管理的产品等。然而，要管理的物品不限于这些。如果可以通过将对象与信息相关联来管理这些对象，则它们是要管理的物品。
在此实施方式中，说明了从五个RFID标签300a至300e读取信息并且向其写入信息的情况。然而，RFID标签的数量并不限于五个。可以从六个或者更多个RFID标签读取信息并向其写入信息，或者，从四个或者更少个RFID标签读取信息并向其写入信息。
此外，天线100进行从RFID标签300a至300e读取信息并向其写入信息的通信。然而，天线100可以仅进行从RFID标签300a至300e读取信息的通信，或者仅进行向RFID标签300a至300e写入信息的通信。
图3示出根据第二实施方式的天线和RFID标签。在此实施方式中，如图3所示，与放置在连接侧天线部100a与非连接侧天线部100b之间的RFID标签300a至300e进行通信，其中，连接侧天线部100a连接到读取器-写入器装置500，而非连接侧天线部100b不连接到读取器-写入器装置500。
图4是根据第二实施方式的天线和RFID标签的分解图。在此实施方式中，如图4所示，在将RFID标签300a至300e按照平行于图4的x-y平面的方式放置在连接侧天线部100a与非连接侧天线部100b之间并位于图4的x-y平面上的同一位置处的状态下，天线100在通信时进行无线通信。此外，在通信时，天线100输出电磁波，使得向RFID标签300a至300e提供驱动功率。
在此实施方式中，将连接侧天线部100a放置在较低侧(在图4的z轴的负值侧)。将非连接侧天线部100b放置在较高侧(在图4的z轴的正值侧)，使得非连接侧天线部100b与连接侧天线部100a相对。然而，非连接侧天线部100b可以放在较低侧，而连接侧天线部100a可以放在较高侧。此外，连接侧天线部100a和非连接侧天线部100b可以位于使得它们可以彼此相对的任意方向。
图5示出根据第二实施方式的天线的连接侧天线部。如图5所示，根据此实施方式的天线100的连接侧天线部100a包括板101a、馈电线路102a以及GND 103a。
板101a是FR4(具有相对电容率εr为4.4并且介电损耗正切tanδ为0.02的玻璃环氧树脂)等的电介质。馈电线路102a形成在板101a的与RFID标签相对的表面上。馈电线路102a的一端是馈电点102a1，馈电线路102a的另一端是开放端102a2。GND 103a形成在板101a的与形成有馈电线路102a的表面相对的表面上。
连接侧天线部100a经由馈电点102a1，连接到能够与RFID标签通信的读取器-写入器装置500。然后，在天线100的连接侧天线部100a与非连接侧天线部100b之间放置与读取器-写入器装置500进行通信的RFID标签300a至300e。读取器-写入器装置500经由天线100，来向RFID标签300a至300e(RFID标签300a至300e放置在连接侧天线部100a与非连接侧天线部100b之间)发射无线电波并从其接收无线电波。这样，从RFID标签300a至300e中的各个标签所包含的芯片中的半导体存储器中读取数据，并向该半导体存储器写入数据。
图6示出根据第二实施方式的天线的连接侧天线部中包含的馈电线路。在此实施方式中，如图6所示，馈电线路102a包括馈电侧延伸部102a3和连接到馈电侧延伸部102a3的螺旋部102a4。通过对直线导体多次弯曲来形成馈电线路102a。
馈电侧延伸部102a3按照直线从馈电点102a1开始延伸预定距离。螺旋部102a4从与馈电点102a1相对的馈电侧延伸部102a3的端部开始螺旋式延伸到作为端子的开放端102a2。在此实施方式中，采用四边形形状作为螺旋形。也就是说，通过将作为直线导体的馈电线路102a弯曲四次来形成四边形的四条边。如上所述，根据此实施方式的RFID标签300a至300e中的各个标签所包含的天线是大小为19×19毫米的极小的环形天线。因此，馈电线路102a具有螺旋形状，使得在馈电线路102a与各个RFID标签之间实现充分耦合。
此外，通过将具有螺旋形状的螺旋部102a4连接到馈电侧延伸部102a3的端部，相比馈电线路102a形成曲折的(meandering)线路的情况，馈电线路102a可以做得非常小。结果，可以控制整个天线100的尺寸增大。
此外，螺旋部102a4具有在开放端102a2侧形成的开放端侧延伸部102a5，开放端侧延伸部102a5包括开放端102a2，并且相对于馈电侧延伸部102a3以平行状态放置。“开放端侧延伸部102a5相对于馈电侧延伸部102a3以平行状态放置”意味着馈电侧延伸部102a3和开放端侧延伸部102a5处于以预定距离相互邻近而放置的状态，并且也意味着馈电侧延伸部102a3和开放端侧延伸部102a5相互平行放置。在此实施方式中，馈电侧延伸部102a3和开放端侧延伸部102a5以平行状态方式放置，使得当向馈电点102a1供电时，在馈电侧延伸部102a3与开放端侧延伸部102a5之间的空间中生成较强电场。
现在将说明，根据此实施方式的、在向天线100供电时连接侧天线部100a的工作。当读取器-写入器装置500向馈电点102a1供电时，电流在开放端102a2附近变为零。因此，电流变为零的零点A出现在开放端侧延伸部102a5的开放端102a2侧。定义了经过零点A并且与开放端侧延伸部102a5垂直的虚拟直线V。
在此实施方式中，设置了沿着馈电线路102a的长度方向的、位于虚拟直线V同馈电侧延伸部102a3的交点B与零点A之间的距离Lab，使得对于通过在供电时对在零点A和交点B处生成的电场组合而成(compose)的电场强度而言，该电场强度将增大到连接侧天线部100a可以与板101a上放置的RFID标签300a至300e进行通信的水平。
具体地说，将沿着连接侧天线部100a的馈电线路102a的长度方向的、位于零点A与交点B之间的距离Lab设置为根据此实施方式的天线100使用的无线电波波长λ的一半，因此，比波长λ短。在这种情况下，天线100所使用的无线电波的波长λ是通过考虑到所使用的电介质的相对电容率εr对于所使用无线电波在自由空间中的波长的波长压缩效应(wavelength compression effect)的影响而得到的数值。通常，天线100所使用的无线电波的波长λ受到形成有馈电线路102a的板101a的相对电容率εr的影响。因此，天线100所使用的无线电波的波长λ比所使用的无线电波在自由空间中的波长更短。所使用的无线电波在自由空间中的波长在馈电线路102a上被压缩为约1/(εr)1/2。然而，这取决于板101a的厚度。
例如，如果所使用的无线电波位于UHF频段中(例如，频率约为952MHz)并且由相对电容率εr为4.4的FR4制成板101a，则在自由空间中的波长约为31厘米，而由天线100使用的无线电波的波长λ在馈电线路102a上约为15厘米。因此，沿着馈电线路102a的长度方向的、零点A与交点B之间的距离Lab设置为λ/2(＝约7.5厘米)。
通过按照这种方式将沿着馈电线路102a的长度方向的、零点A与交点B之间的距离Lab设置为天线100所使用的无线电波的波长λ的一半，交点B处的电流相位与零点A处的电流相位之间相差180°。
图7示出根据第二实施方式的天线的非连接侧天线部。如图7所示，根据此实施方式的天线100的非连接侧天线部100b包括板101b、馈电线路102b、GND 103b和电阻器104b。
板101b是FR4等的电介质。这与连接侧天线部100a的板101a相同。馈电线路102b形成在板101b的与RFID标签相对的表面上。用于端接的电阻器104b连接到馈电线路102b的一端，馈电线路102b的另一端是开放端102b2。GND 103b形成在板101b的与形成有馈电线路102b的表面相对的表面上。这与连接侧天线部100a的板101a相同。
电阻器104b例如是50欧姆的电阻器，并且端接馈电线路102b。功率从连接侧天线部100a提供，依次发送到向RFID标签300e、300d、300c、300b和300a，并且最后发送到馈电线路102b，并且由电阻器104b消耗该功率。
在RFID标签300a至300e位于连接侧天线部100a与非连接侧天线部100b之间的状态下，非连接侧天线部100b发射并接收无线电波。此时，连接侧天线部100a直接连接到与RFID标签300a至300e进行通信的读取器-写入器装置500。然而，非连接侧天线部100b并不直接连接到读取器-写入器装置500。
图8示出根据第二实施方式的RFID标签中包含的天线和芯片。根据本实施方式的RFID系统使用UHF频段中的无线信号。读取器-写入器装置500发送具有预定功率(例如，约1W)的信号。RFID标签300a至300e中的各个标签基于所述信号而生成启动功率，并响应于该信号中包含的命令信息而将响应信号返回到读取器-写入器装置500。结果，由读取器-写入器装置500读出RFID标签300a至300e中的各个标签中的信息。
如图8所示，根据本实施方式的RFID标签300a包括标签天线301a和芯片302a，其中，芯片302a是LSI芯片，其连接到标签天线301a。芯片302a以从标签天线301a提供的电压(例如，2.2VDC)进行工作。可以利用并联的电阻器Rc(例如，电阻值为400至2000欧姆)以及电容器Cc(例如，电容值为0.5至1.5pF)来等效表示芯片302a的接口部。此外，可以利用并联的辐射电阻器Ra(例如，电阻值为200至5000欧姆)和电感器La(例如，电感值为18至55nH)来等效表示RFID标签300a中包含的标签天线301a。
此外，设计根据此实施方式的RFID标签300a，使得电容器Cc的电容值、电感器La的电感值以及所使用的频率f满足由式(1)所示的谐振条件。
f = 1 2 π LaCc - - - ( 1 )
在此情况下，通过并联RFID标签300a的电容器Cc和电感器La，在具有电容值的电容器Cc和具有电感值的电感器La之间出现谐振，并且实现匹配。结果，可将由标签天线301a得到的所接收的功率充分地提供给芯片302a。
图8仅单独示出RFID标签300a的结构。然而，可以利用相同的结构实现其它RFID标签300b至300e。
图9至图13示出根据第二实施方式的各个RFID标签的工作频率与增益之间的关系。图9至图13指出在通过使用电磁场仿真器HFSS(由日本K.K.Ansoft提供)利用根据本实施方式的馈电线路在将输入功率Pin＝10dBm(在日本，在此功率水平上不需要许可)输入到天线100时，通过分别计算提供给RFID标签300a至300e的供应功率Ptag1至Ptag5所得到的结果。在此实施方式中，使用五个RFID标签300a至300e。计算提供给这些RFID标签的功率。然而，RFID标签的数量不限于此。可以使用任意数量的RFID标签。
假设如果提供给RFID标签的供应功率Ptag超出最小工作功率，则RFID标签进行工作，并且可以与读取器-写入器装置500进行通信以发送及接收信息。RFID标签中包含的芯片的最小工作功率取决于产品规范等。然而，通常，RFID标签中包含的芯片的最小工作功率约为-9dBm至-14dBm。在此实施方式中，假设芯片的最小工作功率是-12.5dBm。
图9示出在连接侧天线部100a与RFID标签300e之间的距离设置为1.5毫米、在非连接侧天线部100b与RFID标签300a之间的距离设置为1.5毫米，并在相邻的RFID标签之间的距离设置为2毫米的情况下所得到的计算结果。从图9可见，Ptag1至Ptag5是-4至0dBm，并且相对于最小工作功率，针对Ptag1至Ptag5中的各个留下了较大的裕量。
此外，在欧洲、美国和日本的频率中的任何一个频率上，Ptag1至Ptag5相对于频率接近恒定(在水平轴上)，并且针对Ptag1至Ptag5中的各个留下了较大的裕量。此外，如果例如将RFID标签贴附到纸张，则贴附有RFID标签的纸张的相对电容率εr或者厚度将发生变化。也就是说，RFID标签的使用环境可能改变，因此频率特性会发生偏移。然而，Ptag1至Ptag5相对于频率接近恒定，因此，即使在这样的情况下，所允许的动态范围变得更宽。例如，即使频率特性在频率增大或者降低的方向上发生偏移，但是RFID标签稳定工作的可能性变大。因此，这对于Ptag1至Ptag5相对于频率接近恒定非常有用。
通过将输入到天线100的输入功率Pin设置为10dBm来得到计算结果，并且，在此功率水平处不需要任何许可。然而，如果将输入到天线100的输入功率设置为30dBm(1W)，则分别提供给RFID标签300a至300e的供应功率Ptag1至Ptag5的范围是17至20dBm。也就是说，裕量变得更大，并且可以更方便地进行通信。例如，读取器-写入器装置500可以与大量RFID标签进行通信。
图10至图13指示在相邻RFID标签之间的距离分别设置为1毫米、3毫米、4毫米和5毫米的情况下所得到的计算结果。在图10的情况下，相邻RFID标签之间的距离设置为1毫米，由于RFID标签之间的干扰，所以供应功率Ptag略微下降。另一方面，在图11至图13的情况下，相邻RFID标签之间的距离分别设置为3毫米、4毫米和5毫米，随着相邻RFID标签之间的距离变短，Ptag变得更高，并且，可以适用的频带变得更宽。这种趋势也适用于图9的情况，其中，相邻RFID标签之间的距离设置为2毫米。针对这个情况的类似原因在于，随着相邻RFID之间的距离变短，从连接侧天线部100a的馈电线路102a提供的功率更多地发送到非连接侧天线部100b的馈电线路102b，并被用于端接的电阻器104b所消耗。因此在此实施方式中，优选的是，相邻RFID标签之间的距离应当设置为3毫米或者更少。此外，在此实施方式中，在按照几个毫米的间隔布置RFID标签的状态下使用RFID标签。因此，RFID标签例如适用于纸张或者包括票据的小纸张的管理。
图14示出作为比较示例的RFID标签的工作频率与增益之间的关系。图14指出在没有使用电阻器来端接非连接侧天线部100b的馈电线路102b的情况下所得到的计算结果。在此情况中，供应功率Ptag1至Ptag5显著地上升及下降。因此，提供给各个RFID标签的功率不稳定，并且，由于环境变化而导致了不能进行通信的可能性变大。因此，在此实施方式中，将非连接侧天线部100b与连接侧天线部100a相对放置，并且，将用于端接的电阻器104b连接到非连接侧天线部100b的馈电线路102b。
图15示出根据第二实施方式的RFID标签的工作频率、增益与反射系数之间的关系。图15指出根据此实施方式的从连接侧天线部100a的馈电线路102a输入的输入功率Pin、经由RFID标签300a至300e向非连接侧天线部100b发送的输出功率Pout以及反射系数S11的计算结果。在图15的情况中，如图9所示，连接侧天线部100a与RFID标签300e之间的距离设置为1.5毫米，非连接侧天线部100b与RFID标签300a之间的距离设置为1.5毫米，并且，相邻RFID标签之间的距离设置为2毫米。
在此情况中，RFID标签300a至300e相互接近，并且处于利用谐振来充分地发送功率的状态中。S11约为-15dB。从馈电线路102a输入9dBm或者更多的输入功率Pin，而向馈电线路102b发送的输出功率Pout是4至5dBm。也就是说，RFID标签300a至300e相互接近，因此可以利用RFID标签之间的耦合。从馈电线路102a输入的输入功率Pin通过谐振的RFID标签300a至300e进行传播，并发送到馈电线路102b，并且，被用于端接的电阻器104b所消耗。此时，RFID标签300a至300e中的各个标签获取了足够进行工作的供应功率，因此它们可以与读取器-写入器进行通信。结果，读取器-写入器500能够从全部RFID标签300a至300e读取信息并向其写入信息。
根据第二实施方式，如上所述，将RFID标签300a至300e放置在天线100的连接侧天线部100a与非连接侧天线部100b之间，并进行通信。这样，可以同时稳定地向RFID标签300a至300e供电，并且可以进行通信。
此外，根据第二实施方式的RFID系统适用于通过读取器-写入器装置500从彼此靠近的RFID标签300a至300e读取信息并向其写入信息的情况。例如，根据第二实施方式的RFID系统适用于对贴附有RFID标签并且按照几个毫米的间距放置在书架等上的纸张进行管理。
此外，RFID标签甚至能够在10dBm的低输入功率水平上工作。因此，根据第二实施方式的RFID系统从法律监管的角度来看是具有优势的，并且易于使用。
并且，RFID系统能够在考虑到频率特性的情况下用于宽带中。可以进行设计，使得同一RFID系统能够使用欧洲、美国和日本的频率中的任何一种。不需要专门为每个频率准备RFID系统。此外，可以约束对RFID系统工作的环境条件(例如，纸张的相对电容率εr、厚度等)改变的影响。
此外，通常使用的贴片天线例如很昂贵，但是在此实施方式中，FR4可以作为便宜的材料使用。因此，可以降低成本。
第三实施方式
现在将说明第三实施方式。将简要说明上述第二实施方式与第三实施方式之间的区别。相同的附图标记表示相同的单元，并将省略对它们的描述。
第三实施方式与第二实施方式的区别在于，可以从视觉上确认贴附到要管理的物品的RFID标签的位置。
图16和图17示出根据第三实施方式的标签通信设备和管理对象。图16所示的标签通信设备11包括连接侧天线部110a和非连接侧天线部110b。此外，标签通信设备11连接到读取器-写入器装置500，分别与贴附到作为管理对象的纸张31a至31e的RFID标签310a至310e进行无线通信，并输出电磁波以向RFID标签310a至310e提供驱动功率。这与根据第二实施方式的天线100相同。
根据第二实施方式的天线100的使用前提在于，RFID标签300a至300e接近馈电线路102a和102b，并且RFID标签300a至300e相互接近。因此，如果RFID标签300a至300e中的一个标签距离其余标签较远，则不可能与该RFID标签进行通信。利用根据本实施方式的标签通信设备11，与读取器-写入器装置500进行通信的RFID标签能够与馈电线路对准。
在此实施方式中，纸张31a至31e是要管理的物品，将RFID标签310a至310e分别贴附到纸张31a至31e上。此外，准备纸张31a至31e，使得可以从外部确认RFID标签310a至310e的位置。例如，可以将炫目色彩放在RFID标签310a至310e的位置处。
连接侧天线部110a包括板111a、馈电线路112a以及GND(未示出)，并且连接侧天线部110a连接到读取器-写入器装置500。这与根据第二实施方式的天线100的连接侧天线部100a相同。
板111a是FR4等的电介质。这与根据第二实施方式的天线100的连接侧天线部100a的板101a相同。馈电线路112a形成在板111a的与RFID标签310a至310e相对的表面上。馈电线路112a的一端是馈电点，馈电线路112a的另一端是开放端。这与根据第二实施方式的天线100的馈电线路102a相同。GND形成在板111a的与形成有馈电线路112a的表面相对的表面上。
非连接侧天线部110b包括板111b、馈电线路112b、电阻器114b以及GND(未示出)。这与根据第二实施方式的天线100的非连接侧天线部100b相同。非连接侧天线部110b与连接侧天线部110a相对放置。
板111b是FR4等的电介质。这与连接侧天线部110a的板111a相同。馈电线路112b形成在板111b的与RFID标签310a至310e相对的表面上。用于端接的电阻器114b连接到馈电线路112b的一端，馈电线路112b的另一端是开放端。这与根据第二实施方式的天线100的馈电线路102b相同。GND形成在板111b的与形成有馈电线路112b的表面相对的表面上。这与连接侧天线部110a的板111a相同。
当标签通信设备11的用户利用标签通信设备11从RFID标签310a至310e读取信息并向其写入信息时，用户分别调整贴附到纸张31a至31e的RFID标签310a至310e的位置，使得可以将RFID标签310a至310e叠加在图16的x-y平面上的馈电线路112a上。然后，用户将纸张31a至31e放置在连接到读取器-写入器装置500的连接侧天线部110a上。接着，用户将非连接侧天线部110b放置在这些纸张上方，其中纸张31a至31e位于连接侧天线部110a与非连接侧天线部110b之间，使得馈电线路112b叠加在馈电线路112a和RFID标签310a至310e上。这样，向各个RFID标签供电。因此，读取器-写入器装置500能够与RFID标签310a至310e进行通信。
如图17所示，即使管理目标的形状或者大小彼此不同，或者所贴附的RFID标签320a至320e没有排成一行，但是标签通信设备11的用户仍然可以从视觉上确认RFID标签320a至320e，将各个RFID标签320与其它RFID标签320以及馈电线路112a和112b对准，将纸张32a至32e放在连接侧天线部110a上方，并将非连接侧天线部110b放置在上方。这样，连接到连接侧天线部110a的读取器-写入器装置500能够与RFID标签320a至320e进行通信。
在此实施方式中，将连接侧天线部110a放置在较低侧(在图16或图17的z轴的负值侧)。将非连接侧天线部110b放置在较高侧(在图16或图17的z轴的正值侧)，使得非连接侧天线部110b与连接侧天线部110a相对。然而，非连接侧天线部110b可以放置在较低侧，而连接侧天线部110a可以放置在较高侧。此外，连接侧天线部110a和非连接侧天线部110b可以位于使得它们可以彼此相对的任意方向。
并且，将RFID标签310a至310e(或者标签320a至320e)贴附到纸张31a至31e(或者纸张32a至32e)，使得能够从视觉上确认它们。然而，可以将用来从视觉上或者触觉上感知RFID标签的位置的标记与RFID标签一起贴附到要管理的物品上。例如，可以使用指示出RFID标签的位置的记号或不规则体，作为这种标记。
在此实施方式中，已经说明了从五个RFID标签310a至310e读取信息并向其写入信息的情况。然而，RFID标签的数量并不限于五个。可以从六个或者更多个RFID标签读取信息并向其写入信息，或者，从四个或者更少个RFID标签读取信息并向其写入信息。
此外，标签通信设备11进行从RFID标签310a至310e读取信息并向其写入信息的通信。然而，标签通信设备11可以仅进行从RFID标签310a至310e读取信息的通信，或者仅进行向RFID标签310a至310e写入信息的通信。
根据第三实施方式，如上所述，可以从视觉上确认贴附到纸张31a至31e(或者纸张32a至32e)的RFID标签310a至310e(或者标签320a至320e)的位置。第三实施方式在这方面与第二实施方式不同。因此，可以很方便地将RFID标签排成一行，并且将它们放置在标签通信设备11上。
此外，如果将RFID标签贴附在形状和大小相同的要管理的大量纸张(诸如音乐会门票)上，则应当将RFID标签贴附在相同的位置。这样，可以方便地将RFID标签排成一行。
第四实施方式
现在将说明第四实施方式。将简要说明上述第三实施方式与第四实施方式之间的区别。相同的附图标记表示相同的单元，并将省略对它们的描述。
第四实施方式与第三实施方式的区别在于，利用标签通信设备中包含的引导侧面部来将贴附到要管理的物品的RFID标签排成一行，并且标签通信设备适用于以下这种要管理的物品，其中，将RFID标签贴附到各个要管理的物品的一角。
图18示出根据第四实施方式的标签通信设备和管理对象。图18所示的标签通信设备13包括连接侧天线部130a和非连接侧天线部130b。此外，标签通信设备13连接到读取器-写入器装置500，与分别贴附到作为管理对象的纸张33a至33e的RFID标签330a至330e进行无线通信，并输出电磁波以向RFID标签330a至330e提供驱动功率。这与根据第三实施方式的标签通信设备11相同。
在此实施方式中，纸张33a至33e是要管理的物品。RFID标签330a至330e分别贴附到纸张33a至33e的一角上，使得可以从外部对它们在视觉上进行确认。
连接侧天线部130a包括板131a、馈电线路132a以及GND(未示出)，并且，连接侧天线部130a连接到读取器-写入器装置500。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的连接侧天线部110a相同。
板131a是FR4等的电介质。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的连接侧天线部110a的板111a相同。馈电线路132a形成在板131a的与RFID标签330a至330e相对的表面上，使得馈电线路132a的螺旋部位于引导侧面部135a和135b的交线的一端附近。馈电线路132a的一端是馈电点，馈电线路132a的另一端是开放端。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的馈电线路112a相同。GND形成在板131a的与形成有馈电线路132a的表面相对的表面上。
非连接侧天线部130b包括板131b、馈电线路132b、电阻器134b以及GND(未示出)。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的非连接侧天线部110b相同。非连接侧天线部130b与连接侧天线部130a相对放置。
板131b是FR4等的电介质。这与连接侧天线部130a的板131a相同。馈电线路132b形成在板131b的与RFID标签330a至330e相对的表面上，使得馈电线路132b的螺旋部位于板131b的一角附近。用于端接的电阻器134b连接到馈电线路132b的一端，馈电线路132b的另一端是开放端。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的馈电线路112b相同。GND形成在板131b的与形成有馈电线路132b的表面相对的表面上。这与连接侧天线部130a的板131a相同。
此外，标签通信设备13包括引导侧面部135a和135b，其中，引导侧面部135a和135b垂直于连接侧天线部130a，并且引导侧面部135a和135b互相垂直。引导侧面部135a和135b用来在将纸张33a至33e放置在连接侧天线部130a上时对分别贴附有RFID标签330a至330e的纸张33a至33e进行引导。引导侧面部135a固定到连接侧天线部130a，并与图18的y-z平面平行。引导侧面部135b固定到连接侧天线130a，并与图18的z-x平面平行。引导侧面部135a和135b的交线135c与图18的z轴平行。引导侧面部135a和135b中的各个作为侧面部。
当标签通信设备13的用户利用标签通信设备13从RFID标签330a至330e读取信息并向其写入信息时，用户将纸张33e放在连接侧天线部130a上方，使得贴附到纸张33e上的RFID标签330e接触引导侧面部135a和135b，也就是说，使得RFID标签330e接触交线135c。然后，用户将纸张33d放置在纸张33e上方，使得贴附到纸张33d上的RFID标签330d接触交线135c。接着，用户以同样的方式来依次放置纸张33c、33b和33a，并将非连接侧天线部130b放置在上方，其中纸张33a至33e位于连接侧天线部130a与非连接侧天线部130b之间。此时，用户放置非连接侧天线部130b，使得其附近形成有馈电线路132b的一角接触引导侧面部135a和135b的交线135c。馈电线路132a和132b以及RFID标签330a至330e以这样的方式排成一行。结果，可以向各个RFID标签提供充分的功率，并且，读取器-写入器装置500能够与RFID标签330a至330e进行通信。
在此实施方式中，已经说明了从五个RFID标签330a至330e读取信息并向其写入信息的情况。然而，RFID标签的数量并不限于五个。可以从六个或者更多个RFID标签读取信息并向其写入信息，或者，从四个或者更少个RFID标签读取信息并向其写入信息。
此外，标签通信设备13进行从RFID标签330a至330e读取信息并向其写入信息的通信。然而，标签通信设备13可以仅进行从RFID标签330a至330e读取信息的通信，或者仅进行向RFID标签330a至330e写入信息的通信。
根据第四实施方式，如上所述，放置物品使得它们接触引导侧面部135a和135b。第四实施方式在这方面与第三实施方式不同。结果，用户可以很方便地将RFID标签排成一行，并且将它们放置在标签通信设备13上。
例如，如果作为管理对象的纸张(诸如重要债券或者送到家庭的纸张)大小不同或者形状混杂，则应当将RFID标签贴附到它们的一角上。这样，可以与通过将这些纸张的一角排成一行的方式而排成一行的RFID标签进行通信。
第五实施方式
现在将说明第五实施方式。将简要说明上述第三实施方式与第五实施方式之间的区别。相同的附图标记表示相同的单元，并将省略对它们的描述。
第五实施方式与第三实施方式的区别在于，可以通过在从标签通信设备的连接侧天线部向上延伸的侧面部上形成指示出RFID标签位置的引导指示部来进行对准，并且标签通信设备适于以下这种要管理的物品，其中，在各个物品的一侧贴附有RFID标签。
图19示出根据第五实施方式的标签通信设备和管理对象。图19所示的标签通信设备14包括连接侧天线部140a和非连接侧天线部140b。此外，标签通信设备14连接到读取器-写入器装置500，与分别贴附到作为管理对象的纸张34a至34e的RFID标签340a至340e进行无线通信，并输出电磁波以向RFID标签340a至340e提供驱动功率。这与根据第四实施方式的标签通信设备13相同。
在此实施方式中，纸张34a至34e是要管理的物品。RFID标签340a至340e分别贴附到纸张34a至34e的侧面附近，使得可以从外部对它们在视觉上进行确认。
连接侧天线部140a包括板141a、馈电线路142a以及GND(未示出)，并且，连接侧天线部140a连接到读取器-写入器装置500。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的连接侧天线部110a相同。
板141a是FR4等的电介质。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的连接侧天线部110a的板111a相同。馈电线路142a形成在板141a的与RFID标签340a至340e相对的表面上，使得馈电线路142a的螺旋部位于侧面部146b附近，并且馈电线路142a的螺旋部与侧面部146a和侧面部146b的交线的距离为d1。馈电线路142a的一端是馈电点，馈电线路142a的另一端是开放端。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的馈电线路112a相同。可以基于纸张34a至34e的大小等，来适当地设置距离d1。GND形成在板141a的与形成有馈电线路142a的表面相对的表面上。
非连接侧天线部140b包括板141b、馈电线路142b、电阻器144b以及GND(未示出)。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的非连接侧天线部110b相同。非连接侧天线部140b与连接侧天线部140a相对放置。
板141b是FR4等的电介质。这与连接侧天线部140a的板141a相同。馈电线路142b形成在板141b的与RFID标签340a至340e相对的表面上，使得馈电线路142b的螺旋部位于板141b的一侧附近，并且馈电线路142b的螺旋部与板141b的另一侧距离为d1。这样，当板141b位于RFID标签340a至340e上方时，馈电线路142b的螺旋部的位置与由引导指示部146a1指示的位置相匹配。用于端接的电阻器144b连接到馈电线路142b的一端，馈电线路142b的另一端是开放端。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的馈电线路112b相同。GND形成在板141b的与形成有馈电线路142b的表面相对的表面上。这与连接侧天线部140a的板141a相同。
此外，标签通信设备14包括侧面部146a和146b，其中，侧面部146a和146b垂直于连接侧天线部140a，并且侧面部146a和146b互相垂直。
侧面部146a固定到连接侧天线部140a，并与图19的y-z平面平行。侧面部146b固定到连接侧天线140a，并与图19的z-x平面平行。
引导指示部146a1形成在侧面部146a上。当将纸张34a至34e放置在连接侧天线部140a上方时，引导指示部146a1用来将RFID标签340a至340e排成一行。引导指示部146a1指示了当将纸张34a至34e放置为使其接触侧面部146a时的RFID标签340a至340e的放置位置。引导指示部146a1是具有确定宽度(例如，其宽度等于RFID标签340a至340e的宽度)的彩带或者带状不规则体，引导指示部146a1形成在侧面部146a上距离侧面部146a和146b的交线的距离d1处，并且，引导指示部146a1例如从与连接侧天线部140a相邻的位置开始平行于图19的z轴而延伸。引导指示部146a1作为引导指示部。
当标签通信设备14的用户利用标签通信设备14从RFID标签340a至340e读取信息并向其写入信息时，用户将纸张34e放在连接侧天线部140a上方，使得贴附到纸张34e上的RFID标签340e接触形成在侧面部146a上的引导指示部146a1。然后，用户将纸张34d放置在纸张34e上方，使得贴附到纸张34d上的RFID标签340d接触引导指示部146a1。接着，用户以同样的方式来依次放置纸张34c、34b和34a，并将非连接侧天线部140b放置在上方其中，纸张34a至34e位于连接侧天线部140a与非连接侧天线部140b之间。结果，可以向各个RFID标签提供充分的功率，并且，读取器-写入器装置500能够与RFID标签340a至340e进行通信。
在此实施方式中，已经说明了从五个RFID标签340a至340e读取信息并向其写入信息的情况。然而，RFID标签的数量并不限于五个。可以从六个或者更多个RFID标签读取信息并向其写入信息，或者，从四个或者更少个RFID标签读取信息并向其写入信息。
此外，标签通信设备14进行从RFID标签340a至340e读取信息并向其写入信息的通信。然而，标签通信设备14可以仅进行从RFID标签340a至340e读取信息的通信，或者仅进行向RFID标签340a至340e写入信息的通信。
根据第五实施方式，如上所述，放置作为要管理的物品的纸张34a至34e，使得它们接触形成在侧面部146a上的引导指示部146a1。第五实施方式在这方面与第三实施方式不同。结果，用户可以很方便地将RFID标签排成一行，并且将它们放置在标签通信设备14上。
第六实施方式
现在将说明第六实施方式。将简要说明上述第三实施方式与第六实施方式之间的区别。相同的附图标记表示相同的单元，并将省略对它们的描述。
第六实施方式与第三实施方式的区别在于，馈电线路和RFID标签垂直放置(平行于图20的z轴)，标签通信设备包括背面部和底面部以将RFID标签排成一行，并且，标签通信设备适用于以下这种要管理的物品，其中，RFID标签贴附到各个物品的侧面上的确定位置。
图20示出根据第六实施方式的标签通信设备和管理对象。图20所示的标签通信设备15包括连接侧天线部150a和非连接侧天线部150b。此外，标签通信设备15连接到读取器-写入器装置500，与分别贴附到作为管理对象的纸张35a至35e的RFID标签350a至350e进行无线通信，并输出电磁波以向RFID标签350a至350e提供驱动功率。这与根据第三实施方式的标签通信设备11相同。
在此实施方式中，纸张35a至35e是要管理的物品。RFID标签350a至350e中的各个标签贴附到纸张35的侧面附近的位置，并与纸张35的另一侧距离为d2，使得可以从外部对它在视觉上进行确认。可以基于纸张35的大小等来适当地设置距离d2。
连接侧天线部150a包括板151a、馈电线路152a以及GND(未示出)，并且，连接侧天线部150a连接到读取器-写入器装置500。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的连接侧天线部110a相同。
板151a是FR4等的电介质。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的连接侧天线部110a的板111a相同。馈电线路152a形成在板151a的与RFID标签350a至350e相对的表面上，使得馈电线路152a的螺旋部位于底面部157b附近，并且使得馈电线路152a的螺旋部与交线157c的距离为d2。馈电线路152a的一端是馈电点，馈电线路152a的另一端是开放端。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的馈电线路112a相同。GND形成在板151a的与形成有馈电线路152a的表面相对的表面上。
非连接侧天线部150b包括板151b、馈电线路152b、电阻器154b以及GND(未示出)。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的非连接侧天线部110b相同。非连接侧天线部150b与连接侧天线部150a相对放置。
板151b是FR4等的电介质。这与连接侧天线部150a的板151a相同。馈电线路152b形成在板151b的与RFID标签350a至350e相对的表面上，使得馈电线路152b的螺旋部位于板151b的一侧附近，并且使得馈电线路152b的螺旋部与板151b的另一侧距离为d2。用于端接的电阻器154b连接到馈电线路152b的一端，馈电线路152b的另一端是开放端。这与根据第三实施方式的标签通信设备11的馈电线路112b相同。此外，板151b放置在底面部157b上，使得板151b的一侧接触底面部157b，并且使得板151b的另一侧接触背面部157a。GND形成在板151b的与形成有馈电线路152b的表面相对的表面上。这与连接侧天线部150a的板151a相同。
此外，标签通信设备15包括背面部157a和底面部157b。背面部157a是放置在连接侧天线部150a与非连接侧天线部150b之间并与图20的y-z平面平行的侧面部。当将分别贴附有RFID标签350a至350e的纸张35a至35e放置在标签通信设备15上时，背面部157a通过将纸张35a至35e定位于深度的方向上来引导纸张35a至35e。当将分别贴附有RFID标签350a至350e的纸张35a至35e放置在标签通信设备15上时，底面部157b通过从下方支撑纸张35a至35e来引导纸张35a至35e。
当标签通信设备15的用户利用标签通信设备15从RFID标签350a至350e读取信息并向其写入信息时，用户按照端对端(平行于连接侧天线部150a的板151a)的方式将分别贴附有RFID标签350a至350e的纸张35a至35e放置在连接侧天线部150a上，使得纸张35a至35e接触背面部157a与底面部157b的、平行于图20的y轴的交线157c。接着，用户在图20的y轴的正向上移动非连接侧天线部150b，并垂直地放置非连接侧天线部150b，使得纸张35a至35e位于连接侧天线部150a与非连接侧天线部150b之间。此时，应当适当地调整连接侧天线部150a与非连接侧天线部150b之间的空间(例如，使得此空间将变得尽可能地窄)。结果，可以向各个RFID标签提供充分的功率，并且，读取器-写入器装置500能够与RFID标签350a至350e进行通信。
在此实施方式中，馈电线路152a位于底面部157b附近。然而，馈电线路152a可以位于底面部157b上方适当确定的高度处。在此情况下，RFID标签350a至350e位于底面部157b上方的确定高度处。此外，馈电线路152a的螺旋部位于底面部157b上方的确定高度处。
并且，在此实施方式中，已经说明了从五个RFID标签350a至350e读取信息并向其写入信息的情况。然而，RFID标签的数量并不限于五个。可以从六个或者更多个RFID标签读取信息并向其写入信息，或者，从四个或者更少个RFID标签读取信息并向其写入信息。
此外，标签通信设备15进行从RFID标签350a至350e读取信息并向其写入信息的通信。然而，标签通信设备15可以仅进行从RFID标签350a至350e读取信息的通信，或者仅进行向RFID标签350a至350e写入信息的通信。
根据第六实施方式，如上所述，放置作为要管理的物品的纸张35a至35e，使得它们接触背面部157a和底面部157b。第六实施方式在这方面与第三实施方式不同。结果，用户可以很方便地将RFID标签排成一行，并且将它们放置在标签通信设备15上。
第七实施方式
现在将说明第七实施方式。将简要说明上述第二实施方式与第七实施方式之间的区别。相同的附图标记表示相同的单元，并将省略对它们的描述。
第七实施方式与第二实施方式的区别在于，连接侧天线部和非连接侧天线部的馈电线路具有直线形状。
图21是根据第七实施方式的天线的框图。图21所示的天线200通过与多个RFID标签(例如，RFID标签400a至400e)进行通信来读取并写入信息。此外，天线200输出电磁波以向RFID标签400a至400e提供驱动功率。天线200经由匹配电路(未示出)连接到读取器-写入器装置500。天线200包括连接侧天线部200a和非连接侧天线部200b。连接侧天线部200a包括板201a、馈电线路202a以及GND。非连接侧天线部200b包括板201b、馈电线路202b、GND以及电阻器204b。
馈电线路202a的一端是馈电点，馈电线路202a的另一端是开放端。馈电线路202a连接到与各个RFID标签进行通信的读取器-写入器装置500，并输出电磁波。
板201a是电介质，并且包括GND，其中GND位于与形成有馈电线路202a的表面相对的表面上。GND连接到馈电线路202a。
馈电线路202a是形成在板201a的与RFID标签400a至400e相对的表面上的导体图案。馈电线路202a基于来自读取器-写入器装置500的信号来向RFID标签400a至400e发射电磁波。此外，馈电线路202a接收从RFID标签400a至400e发射的电磁波，并基于接收到的电磁波来向读取器-写入器装置500发送信号。连接侧天线部200a经由馈电线路202a通过电磁场耦合的方式来向RFID标签400a至400e供电，并且，向RFID标签400a至400e发射电磁波并从其接收电磁波。
馈电线路202b的一端是馈电点，馈电线路202b的另一端是开放端。馈电线路202b与连接侧天线部200a的馈电线路202a相对，多个RFID标签位于馈电线路202b与馈电线路202a之间。馈电线路202b是形成在板201b的与RFID标签400a至400e相对的表面上的导体图案。板201b是电介质，并且包括GND，其中GND位于与形成有馈电线路202b的表面相对的表面上。GND连接到馈电线路202b。
包含在根据此实施方式的RFID标签400a至400e中的各个标签中的天线是极小的双极天线，因此馈电线路202a和202b具有直线形状。此外，馈电线路202a和202b中的各个具有极小的双极结构，其长度比用于同RFID标签400a至400e进行通信的电磁波的波长λ的一半短。
在此实施方式中，分别具有极小的双极结构的馈电线路202a和202b的长度应当比用于同RFID标签400a至400e进行通信的电磁波的波长λ的一半短。通常，将一个双极结构的整体长度设置为所使用的电磁波的波长λ的一半。然而，如果在此实施方式中将双极结构的长度设置为λ/2，则各个RFID标签本身的辐射性能(增益)将变得过高。因此，在此实施方式中，将分别具有双极结构的馈电线路202a和202b的长度设置为比λ/2更短，并且旨在偏离开双极的谐振条件。
RFID标签400a至400e中的各个标签与读取器-写入器装置500进行无线通信。这样，写入信息并且读取信息。RFID标签400a至400e中的各个标签都是无源RFID标签，并且由从天线200(其连接到读取器-写入器装置500)发射的电磁波的接收功率对这些标签进行驱动。RFID标签400a至400e中的各个标签利用UHF频段的电磁波与读取器-写入器装置500进行通信。RFID标签400a至400e中的各个标签的等效电路满足谐振条件。
读取器-写入器装置500经由天线200与RFID标签400a至400e进行无线通信，并且，向RFID标签400a至400e写入信息并从其读取信息。例如，将RFID标签400a至400e贴附到要管理的物品上。将关于要管理的物品的信息写入RFID标签400a至400e。因此，可以通过读取写入RFID标签400a至400e的信息来对管理对象进行管理。
在此实施方式中，要管理的物品可以是保存在图书馆等中的纸张，包括入场票的各种票据，作为制造产品所需要的存货、部件以及配件进行管理的产品等。然而，要管理的物品不限于这些。如果可以通过将对象与信息相关联来管理这些对象，则它们是要管理的物品。
在此实施方式中，说明了从五个RFID标签400a至400e读取信息并向其写入信息的情况。然而，RFID标签的数量并不限于五个。可以从六个或者更多个RFID标签读取信息并向其写入信息，或者，从四个或者更少个RFID标签读取信息并向其写入信息。
此外，天线200进行从RFID标签400a至400e读取信息并向其写入信息的通信。然而，天线200可以仅进行从RFID标签400a至400e读取信息的通信，或者仅进行向RFID标签400a至400e写入信息的通信。
图22示出根据第七实施方式的天线和RFID标签。在此实施方式中，如图22所示，与放置在连接侧天线部200a与非连接侧天线部200b之间的RFID标签400a至400e进行通信，其中，连接侧天线部200a连接到读取器-写入器装置500，而非连接侧天线部200b不连接到读取器-写入器装置500。这与根据第二实施方式的天线100相同。
图23是根据第七实施方式的天线和RFID标签的分解图。在此实施方式中，如图23所示，在将RFID标签400a至400e按照平行于图23的x-y平面的方式放置在连接侧天线部200a与非连接侧天线部200b之间并位于图23的x-y平面上的同一位置处的状态下，天线200在通信时进行无线通信。此外，在通信时，天线200输出电磁波，使得向RFID标签400a至400e提供驱动功率。
根据此实施方式的天线200的连接侧天线部200a包括板201a、馈电线路202a以及GND(未示出)。这与根据第二实施方式的天线100的连接侧天线部100a相同。
板201a是FR4等的电介质。这与根据第二实施方式的天线100的板101a相同。馈电线路202a形成在与RFID标签相对的板201a的表面上。馈电线路202a的一端是馈电点(未示出)，馈电线路202a的另一端是开放端(未示出)。GND形成在板201a的与形成有馈电线路202a的表面相对的表面上。
连接侧天线部200a经由馈电点连接到与RFID标签进行通信的读取器-写入器装置500。然后，将与读取器-写入器装置500进行通信的RFID标签400a至400e放置在天线200的连接侧天线部200a与非连接侧天线部200b之间。
根据本实施方式的天线200的非连接侧天线部200b包括板201b、馈电线路202b、GND(未示出)以及电阻器204b。这与根据第二实施方式的天线100的非连接侧天线部100b相同。这与根据第二实施方式的天线100的非连接侧天线部100b相同。
板201b是FR4等的电介质。这与连接侧天线部100a的板101a相同。这与连接侧天线部200a的板201a相同。馈电线路202b形成在板201b的与RFID标签相对的表面上。用于端接的电阻器204b连接到馈电线路202b的一端，馈电线路202b的另一端是开放端。GND形成在板201b的与形成有馈电线路202b的表面相对的表面上。这与连接侧天线部200a的板201a相同。电阻器204b例如是50欧姆的电阻器，并且端接馈电线路202b。这与根据第二实施方式的天线100的非连接侧天线部100b的电阻器104b相同。
根据本实施方式的RFID标签400a至400e中的各个标签所包含的天线是大小为47×15毫米的极小的双极天线。RFID标签400a至400e中的各个标签所包含的天线具有极小的双极结构，因此对于根据本实施方式的天线200，馈电线路202a和202b具有与极小的双极结构相对应的直线形状。
此外，假设对于RFID标签400a至400e中的各个标签，连接到该极小的双极的电感器La以及芯片的电容器Cc满足由式(1)给出的谐振条件。
期望的是，分别具有直线形状的馈电线路202a和202b的尖端应当位于RFID标签400a至400e中的各个标签的中心附近。结果，馈电点(未示出)存在于RFID标签400a至400e中的各个标签的中心处。在馈电线路202a和202b的尖端处生成最高电压。因此，可以向RFID标签400a至400e提供更多的功率。
读取器-写入器装置500经由天线200来向位于连接侧天线部200a与非连接侧天线部200b之间的RFID标签400a至400e发射无线电波并从其接收无线电波。这样，从RFID标签400a至400e中的各个标签所包含的芯片中的半导体存储器读出数据，并向该半导体存储器写入数据。
在此实施方式中，连接侧天线部200a位于较低侧(在图23的z轴的负值侧)。非连接侧天线部200b位于较高侧(在图23的z轴的正值侧)上，使得非连接侧天线部200b与连接侧天线部200a相对。然而，非连接侧天线部200b可以位于较低侧，而连接侧天线部200a可以位于较高侧。此外，连接侧天线部200a和非连接侧天线部200b可以位于使得它们可以彼此相对的任意方向。
图24示出根据第七实施方式的各个RFID标签的工作频率与增益之间的关系。图24指示在通过使用电磁场仿真器HFSS利用根据本实施方式的馈电线路在将输入功率Pin＝10dBm输入到天线200时，通过分别计算提供给RFID标签400a至400e的供应功率Ptag1至Ptag5所得到的结果。在此实施方式中，使用五个RFID标签400a至400e。计算提供给这些RFID标签的功率。然而，RFID标签的数量不限于此。可以使用任意数量的RFID标签。
图24指示在连接侧天线部200a与RFID标签400e之间的距离设置为1.5毫米、在非连接侧天线部200b与RFID标签400a之间的距离设置为1.5毫米，并在相邻的RFID标签之间的距离设置为2毫米的情况下所得到的计算结果。从图24可见，在欧盟的频率至日本的频率的范围内，Ptag1至Ptag5是-10至4dBm，并且相对于最小工作功率，针对Ptag1至Ptag5中的各个留下了裕量。相比第二实施方式，频带略微变窄。然而，如果根据本实施方式的分别包括极小双极的RFID标签400a至400e中的一个标签利用贴片天线单独在普通RFID系统中进行通信，则该标签很容易进行通信。原因在于，与包含有极小环形结构的天线的RFID标签相比，天线增益较高。这是一个优势。因此，RFID标签400a至400e适于如下用途。通常，RFID标签400a至400e中的各个标签利用另一个装置单独进行通信。如果需要同时从两个或者更多个RFID标签读出信息，则天线200用于进行通信。
在图24的情况下，基于如下假设来进行计算：将纸张、光盘等选作要管理的物品；各个RFID标签被相对电容率εr为3的电介质(诸如纸张或塑料)所包围；并且极小双极的长度是47毫米。λ/2在空气中约是140毫米，而在相对电容率εr为3的电介质中约为80毫米。
根据第七实施方式，如上所述，馈电线路202a和202b具有直线形状，因此分别包括极小双极天线的RFID标签400a至400e适用于单独的通信，这是合适的。
根据所公开的天线、标签通信设备以及读取器-写入器系统，可以通过向相互接近的多个标签提供工作功率来与这些多个标签进行通信。
在此所述的全部示例及条件性语言旨在教导的目的，以帮助读者理解发明人作出的以推动现有技术进步的本发明的原理及概念，并且本发明的原理及概念应当理解为不限于具体所述的示例和条件，而且说明书中这些示例的组织方式也与本发明的优劣无关。虽然已经详细描述了本发明的(多个)实施方式，但是应当理解的是可以进行各种变化、替换和修改而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种天线，该天线包括：
具有第一导体的第一天线部，该第一天线部向多个标签供电，并且，向所述多个标签发射电磁波并从所述多个标签接收电磁波，该第一导体的一端是馈电点而另一端是开放端，该第一导体连接到与所述多个标签进行通信的读取器-写入器装置，并且该第一导体能够输出电磁波；以及
具有第二导体的第二天线部，该第二导体的一端是馈电点而另一端是开放端，并且，该第二导体与所述第一天线部的第一导体相对，其中所述多个标签位于该第二导体与该第一导体之间。
2.根据权利要求1所述的天线，其中：
所述第一天线部包括作为电介质的第一板；
所述第二天线部包括作为电介质的第二板；
所述第一导体是在所述第一板上形成的导体图案；并且
所述第二导体是在所述第二板上形成的导体图案。
3.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第二导体连接到用于端接的电阻器。
4.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一导体和所述第二导体中的各个导体的形状与所述多个标签中的各个标签所包含的天线的形状相对应。
5.根据权利要求4所述的天线，其中，所述第一导体和所述第二导体中的各个导体具有螺旋形状。
6.根据权利要求5所述的天线，其中，分别具有螺旋形状的所述第一导体和所述第二导体的一周的长度小于或等于用于同所述多个标签进行通信的电磁波的波长。
7.根据权利要求4所述的天线，其中，所述第一导体和所述第二导体中的各个导体具有直线形状。
8.根据权利要求7所述的天线，其中，分别具有直线形状的所述第一导体和所述第二导体的长度小于或等于用于同所述多个标签进行通信的电磁波的波长的一半。
9.根据权利要求2所述的天线，其中：
所述第一导体形成在所述第一板的与所述多个标签相对的表面上，并且，所述第一板在与形成有所述第一导体的表面相对的表面上包括连接到所述第一导体的GND；并且，
所述第二导体形成在所述第二板的与所述多个标签相对的表面上，并且，所述第二板在与形成有所述第二导体的表面相对的表面上包括连接到所述第二导体的GND。
10.根据权利要求1所述的天线，其中，所述多个标签中的各个标签的等效电路都满足谐振条件。
11.一种标签通信设备，该标签通信设备包括天线及引导部，其中：
该天线包括具有第一导体的第一天线部及具有第二导体的第二天线部，其中：
该第一天线部向多个标签供电，并且，向所述多个标签发射电磁波并从所述多个标签接收电磁波，该第一导体的一端是馈电点而另一端是开放端，该第一导体能够存储与要管理的物品有关的信息并发送及接收该信息，该第一导体连接到与贴附在该要管理的物品上的所述多个标签进行通信的读取器-写入器装置，并且该第一导体能够输出电磁波；并且
该第二导体的一端是馈电点而另一端是开放端，并且，该第二导体与所述第一天线部的第一导体相对，其中贴附在该要管理的物品上的所述多个标签位于该第二导体与该第一导体之间；并且
该引导部引导所述多个标签相对于所述天线的位置。
12.根据权利要求11所述的标签通信设备，其中；
所述引导部包括两个侧面部，该两个侧面部与所述第一天线部垂直，并且该两个侧面部彼此相交；
所述第一导体形成在所述第一天线部上的靠近所述两个侧面部的交线的一端的位置；并且
所述第二天线部在一角的附近形成有所述第二导体，并且能够设置成在与所述多个标签进行通信时，在如下叠放的多个所述要管理的物品的上方，在附近形成有所述第二导体的所述一角与所述侧面部的所述交线相接，其中多个所述要管理的物品被叠放成：所述要管理的物品的在附近贴附有所述标签的一角在所述第一天线部的上方与两个所述侧面部的所述交线相接。
13.根据权利要求11所述的标签通信设备，其中：
所述引导部与所述第一天线部垂直，并且包括具有引导指示部的侧面部，其中，该引导指示部指示了所述多个标签所应放置的位置；
所述第一导体形成在所述第一天线部上所述侧面部附近的位置；
所述多个标签贴附在所述要管理的物品的一边附近的位置；
所述引导指示部从所述第一导体附近的位置开始垂直于所述第一天线部而延伸；并且
所述第二天线部在一边的附近形成有所述第二导体，并且能够设置成在与所述标签进行通信时，在如下叠放的多个所述要管理的物品的上方，所述第二天线部的在附近形成有所述第二导体的所述一边与两个所述侧面部的所述引导指示部的交线相接，其中多个所述要管理的物品被叠放成：所述要管理的物品的在附近贴附有所述标签的所述一边在所述第一天线部的上方与所述引导指示部相接。
14.根据权利要求11所述的标签通信设备，其中：
所述引导部包括底面部和垂直于该底面部的背面部；
所述第一天线部垂直于所述底面部和所述背面部；
所述第一导体形成在所述第一天线部上，使得所述第一导体与所述底面部相距第一距离并且与所述背面部相距第二距离；并且
所述第二天线部按照如下方式形成有所述第二导体：所述第二导体与所述第二天线部的一边相距所述第一距离，且所述第二导体与所述第二天线部的垂直于该一边的另一边相距所述第二距离，并且在与所述标签进行通信时，所述第二天线部能够按照对于如下的所述要管理的物品，从所述第一天线部的相反侧夹着多个所述标签的方式，安置在所述底面部上，使得所述另一边与所述背面部相接，其中所述要管理的物品按照如下方式贴附了所述标签：所述标签与所述要管理的物品的一边相距所述第一距离，并且所述标签与所述要管理的物品的垂直于该一边的另一边相距所述第二距离，并且所述要管理的物品按照如下方式放置在所述底面部上：所述要管理的物品的所述另一边与所述背面部相接。
15.根据权利要求11所述的标签通信设备，其中，指示了所述多个标签贴附在所述要管理的物品上的位置。
16.一种读取器-写入器系统，该读取器-写入器系统包括：
多个标签，其能够存储关于要管理的物品的信息，并且能够发送并接收该信息；以及
天线，该天线包括具有第一导体的第一天线部及具有第二导体的第二天线部，其中：
该第一天线部向所述多个标签供电，并且，向所述多个标签发射电磁波并从所述多个标签接收电磁波，该第一导体的一端是馈电点而另一端是开放端，该第一导体连接到与所述多个标签进行通信的读取器-写入器装置，并且该第一导体能够输出电磁波；并且
该第二导体的一端是馈电点而另一端是开放端，并且，该第二导体与所述第一天线部的第一导体相对，其中贴附了所述多个标签的所述要管理的物品位于该第二导体与该第一导体之间。
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